气体绝缘金属封闭电器技术条件.doc

1、气体绝缘金属封闭电器技术条件 SD 290-88长江委信息研究中心馆藏 1中华人民共和国能源部部标准 气体绝缘金属封闭电器技术条件 SD 29088 中华人民共和国能源部 1988-09-20 发布 1989-03-01 实施 1 总则 1.1 适用范围 本标准适用于50Hz、系统额定电压为63500kV 的户内、户外型气体绝缘金属封闭电器(包括复合电器 )。 本标准所指的气体绝缘金属封闭电器(以下简称GIS)是由若干相互直接连接在一起的单独元件所构成，而且只有在这种形式下才能运行。 除本标准另有规定外，各元件应符合各自相应标准。 1.2 引用和参照的主要标准 a.IEC出版物 51772.5

2、kV及以上气体绝缘金属封闭电器 (1986 年)；b.中华人民共和国水利电力部部标准SD13285交流高压断路器技术条 件 ； c.中华人民共和国国家劳动总局1981年压力容器安全监察规程 ；d.IEC出版物56交流高压断路器 ； e.中华人民共和国国家标准GB311.183高压输变电设备的绝缘配合 ； f.IEC出版物129交流隔离开关和接地闸刀 ； g.IEC出版物694交流高压开关与控制设备的通用条款 ； h.IEC出版物480电气设备中SF 6气体的检验导则 ； i.GB890588六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则 。 2 使用条件 GIS分为户外型和户内型。对于大部分元件装在户内

3、，仅进出线部分装在户外的GIS，除装在户外部分应满足户外使用条件外，其余按户内使用条件要求。 水利水电工程监理适用规范全文数据库长江委信息研究中心馆藏 2除本标准另有说明外，GIS适用于正常使用条件。 2.1 正常使用条件 2.1.1 对户内设备： a.环境温度：最高 40； 最低 -15 ； -25。 注：允许在-35时储运。 b.使用环境应无明显的尘埃、烟、腐蚀性或可燃性气体、水蒸气和盐雾。 c.相对湿度：日平均不大于95%，月平均不大于90% 。 注：相对湿度可以较高，但不应在装置上出现凝露。 d.耐受地震的能力：整台安装后的GIS内的任何一部分设备应能安全地耐受由地震引起的动态力，即产

4、品应按全动态法进行计算和试验(条件：共振、正弦、三周波) 。对一般地区，地面水平加速度取(0.150.25)g(g=9.8m/s 2)，且考虑水平和垂直加速度同时作用。试验时，套管端子上的拉力可参考水利电力部标准SD20187表4中的数据，或由制造与使用双方商定。 2.1.2 对户外设备： a.环境温度：最高 40； 最低 -30 ； 40。 b.日温差：24h环境温度变化为32。瓷套应允许温差为50的突然变化。 c.海拔高度：1000m；3000m(3000m以上者个别考虑)。 d.产品应考虑冷凝、雨、温度骤变及日照等的影响。各类产品都应能防潮、防寒、防尘、防热、防雨和防止异物进入。 e.覆

5、冰厚度：一般不超过1mm；重冰地区分为10mm和20mm两级。 f.风压不超过700N/m 2。 g.耐受地震的能力：同户内设备(见2.1.1条) 。 2.2 特殊使用条件 经需方和供方协商，GIS可用于2.1条规定的正常使用条件以外的特殊使用 条件。 对内绝缘不必考虑运行地点的海拔高度，而对于设备的外绝缘和用于1000m以上的低压辅助设备则应考虑海拔高度的修正。 3 名词术语 本标准中一般名词术语的定义应参照IEC50(441)出版物 国际电工词汇第441章(IEV441)“开关设备和控制设备”及中华人民共和国国气体绝缘金属封闭电器技术条件 SD 290-88长江委信息研究中心馆藏 3家标准

6、GB2900.182电工名词术语基本名词术语和GB2900.1982电工名词术语高压试验技术和绝缘配合 。并补充如下定义： 3.1 开关设备 主要用于发电、输电、配电和电能转换的开关电器及其同控制、测量、保护和调节装置的组合，以及上述开关电器和装置与互相连接部分、辅件、外壳和支持件的成套设备的通称(GB2900.1 82第4.1.52条) 。 3.2 金属封闭电器 具有接地金属外壳的开关设备的组合，不包括外部接线(IEV44102 04)。 3.3 气体绝缘金属封闭电器(GIS) 采用不同于大气压下空气的绝缘气体作为绝缘介质的金属封闭电器。3.4 复合电器(HGIS) GIS和开敞式电器的组合

7、。例如汇流母线采用开敞式，而其他电器采用 GIS。 3.5 运输单元 不需拆开而适合运输的GIS的一部分。 3.6 外壳 GIS的部件。它不仅用来容纳绝缘气体，并保护设备免受外界影响，同时对人体提供保护。当保持以规定密度的绝缘气体时，能保证设备的额定绝缘水平。 3.7 隔室 GIS的部件，除必要的相互连接和控制设施外完全密封。 注：隔室可按其中的主要元件命名，例如断路器隔室、母线隔室等。3.8 元件 GIS的主回路或接地回路中担负某一特定职能的基本部件，例如断路器、隔 离开关、负荷开关、熔断器、互感器、套管、母线、避雷器等。 3.9 隔板 GIS中用以分隔隔室的部件。 3.10 套管 使导体穿

8、过隔板或外壳并与后者绝缘的部件，包括隔板或外壳的附件。 3.11 主回路 GIS中用来传输电能的所有导电部分。 注：引到电压互感器的连接线，不按主回路考虑。 水利水电工程监理适用规范全文数据库长江委信息研究中心馆藏 43.12 辅助回路 GIS中用于控制、测量、信号和调节回路(主回路除外 )中的所有导电部分。 注：GIS的辅助回路包括开关设备的控制和辅助回路。 3.13 额定值 一般由制造厂对GIS在规定工作条件下所确定的一个量值。 注：个别的额定值见第四章。 3.14 GIS的周围温度 按规定条件测定GIS外壳周围的空气温度。 3.15 外壳的设计温度 在额定运行条件下外壳可能达到的最高温度

9、。户内通常为环境温度的上限加上流过额定电流所造成的外壳温升。户外还应考虑日照和使用地点的环境条件的影响。 3.16 外壳的设计压力 用来确定外壳厚度的压力。它至少等于内部故障时气体释放前的压力。 3.17 破坏性放电 固体、液体、气体介质及其组合介质在高电压作用下介质强度丧失的现象。 破坏性放电时，电极间的电压迅速下降到零或接近于零(GB2900.1982第31条)。 注：固体介质中的破坏性放电产生永久性的介质强度丧失(非自恢复绝缘)；在 液体或气体介质中的破坏性放电可能只引起介质强度的暂时丧失(自恢复 绝缘)。 3.18 漏气率 容器隔室内在额定气体密度时，其单位时间的漏气量和总充气量之比，

10、以“%/a ”表示。 4 额定参数 GIS的定额如下： a.设备额定电压、设备最高工作电压和相数； b.额定绝缘水平； c.额定频率； d.额定电流和温升； e.额定热稳定电流( 主回路和接地回路) ； f.额定动稳定电流(主回路和接地回路)； g.额定短路持续时间； h.GIS各组成元件(包括它们的操动机构和辅助装置)的额定值； i.绝缘气体的额定密度。 气体绝缘金属封闭电器技术条件 SD 290-88长江委信息研究中心馆藏 54.1 系统额定电压和设备最高工作电压 三相GIS的系统额定电压应从下列标准值中选取：63、110、220、330、 500kV； 设备最高工作电压相应为72.5、1

11、26、252、363、550kV。 注：GIS的组成元件可以有各自的额定电压值。 4.2 额定绝缘水平 对地绝缘应符合中华人民共和国国家标准GB311.183高压输变电设备的绝缘配合的规定。 断口间的试验电压为对地试验电压加另一侧的最高工作相电压。相间绝缘水平：系统电压为63220kV ，不低于对地的绝缘水平；330500kV，相间操作冲击水平为对地绝缘水平的 1.5倍。 套管的额定绝缘水平应遵照IEC137出版物交流电压高于1000V的套管的有关规定。爬电比距应符合GB558285高压电力设备外绝缘污秽等级的规定。 4.3 额定频率 额定频率为50Hz。 相对地基准绝缘水平列于表 1。 4.

12、4 额定电流和温升 4.4.1 额定电流 GIS中的某些主回路(例如母线、馈电回路等)可具有不同的额定电流值。它们应优先从以下数值中选取：1250、1600、2000、3150、4000、5000、6300、8000A 。 4.4.2 温升 GIS的组成元件的温升应不超过元件相应标准规定的允许温升。主水利水电工程监理适用规范全文数据库长江委信息研究中心馆藏 6回路及无专门标准的元件在额定电流下的允许温升不应超过GB76374交流高压电器在长期工作时的发热和IEC694出版物第4.4.2条款的规定值。 对运行人员易接触的外壳，其温升不应超过30；对运行人员易接近，但正常操作时不需接触的外壳，其温

13、升可提高为40；对运行人员不接触的部位，温升可提高为65，但应保证对周围的绝缘材料不致损坏，并需作出明显的高温标记。 4.4.3 额定热稳定电流 额定热稳定电流应优先从下列数值中选取：25、31.5、40、50、63、 80kV和100kA 。 4.4.4 额定动稳定电流 额定动稳定电流等于2.5倍额定热稳定电流。 注：原则上主回路的额定动、热稳定电流不能超过主回路串联的最薄弱元件 的相应额定值。 4.4.5 额定短路持续时间 额定热稳定短路持续时间，110330kV 等级不小于4s，500kV等级不小于3s。 4.4.6 操动机构和辅助回路的电源电压额定值 操动机构和辅助回路的电源电压额定值

14、为运行时电器回路端子上测得的电压。如果有必要，还需包括制造厂要求串入回路的辅助电阻或附件上的电压，但不包括连接电源导线上的电压 。 电源电压额定值由下列数值中选取：直流为24、48、110、220V；交流单相为220V，三相为380V。 4.4.7 操动机构和辅助回路电源频率额定值 操动机构和辅助回路交流电源频率额定值为50Hz。 4.4.8 气动操动机构的额定气压 气源压力应理解为开关操作前在开关储气罐测得的表压力。 额定气压值从下列数值中选取：0.5、1.0、1.6、2.0MPa。 除制造厂另有规定外，在额定气压的85%和110% 范围内，操动机构应能正常的分闸和合闸。 4.4.9 绝缘气

15、体的额定密度 GIS在绝缘气体的额定密度下运行。额定密度、警报和闭锁密度及释放压力由制造厂规定。 最小运行密度由制造厂规定。低于此密度值，设备的额定绝缘水平不能保证。 5 设计与结构 气体绝缘金属封闭电器技术条件 SD 290-88长江委信息研究中心馆藏 7GIS的设计，应能使设备安全地进行下述各项工作：正常运行，检查和维护性操作，引出电缆的接地，电缆故障的定位，引出电缆或其它设备的绝缘试验，消除危险的静电电荷，安装或扩建后的相序校核，操作闭锁等。 GIS的设计应能在允许的基础安装误差和热胀冷缩的热效应下不致影响设备所保证的性能。 所有额定值及结构相同的可能更换的元件应具有互换性。 装在外壳内

16、的各元件应符合各自的有关标准。 5.1 对开关装置中SF 6气体的要求 新装的SF6气体的质量，按有关标准规定，运行中SF 6气体质量的要求由供 需双方商定。一般，设备中SF 6气体水分允许含量见 表2。 注：对运行中的SF 6气体的检验，参照IEC出版物480 及水利电力部的有关导则。 5.2 外壳伸缩 为了便于安装和安全运行，应装设外壳伸缩节。伸缩节的设置由供需双方商定。 5.3 接地 5.3.1 主回路接地 为了保证维修工作的安全，主回路应能接地。另外，在外壳打开以后的维修期间，应能将主回路连接到接地极。 接地可由如下方式实现： a.如不能预先确定回路不带电，应采用具有关合额定动稳定电流

17、能力的接地开关； b.如能预先确定回路不带电，可采用不具有关合能力或关合能力低于额定动稳定电流的接地开关； c.仅在供需双方取得协议的情况下，可采用可移动的接地装置。 5.3.2 外壳的接地 外壳应能接地。凡不属于主回路或辅助回路的预定要接地的所有金属部分都应接地。外壳、框架等件的相互电气连接应采用紧固连接(如水利水电工程监理适用规范全文数据库长江委信息研究中心馆藏 8螺栓连接或焊接)，以 保证电气上连通。 接地回路应能经受动、热稳定试验。 接地点的接触面和接地连线的截面积应能安全地通过故障接地电流。紧固接地的螺栓的直径不得小于12mm，接地点应标以接地符号。 参照IEC出版物694第5.8条

18、。 5.4 铭牌 GIS和控制设备以及这些设备的主要元件和操动机构均应有耐久和字迹清晰的铭牌。 对户外型设备，铭牌应具有耐气候和耐腐蚀的性能。 若GIS是由三个单相组成，则每相都应提供一块铭牌。 铭牌应包括下列项目： a.制造厂名称( 也可加商标) ； b.产品型号、名称、出厂编号和日期； c.主要额定值； d.作绝缘用的SF 6气体的最小运行密度； e.外壳设计压力； f. SF6气体压力 -温度曲线； g.有关标准编号。 5.5 辅助回路的防护等级 辅助回路防止人体触及带电部分和可动部分的防护等级，用表3中规定的符号表示。 特征数字是表示辅助装置的外壳对人体和内部设备所提供的防护等级。表3

19、是表示在每一防护等级下，辅助装置的外壳“阻挡”物体的详细要求。“阻挡”的含义是：人体的一部分或人手握着的物体不能进入外壳，倘若进入，也能和带电部分保持足够的距离，并且不触及运动部分。 气体绝缘金属封闭电器技术条件 SD 290-88长江委信息研究中心馆藏 95.6 内部故障 限制和避免内部故障电弧的措施举例如下： a.开关设备的联锁； b.绝缘配合； c.气体泄漏限制及控制； d.高速保护； e.短接电弧的高速装置； f.远距离操作(遥控) ； g.内部或外部压力释放； h.安装现场工作质量的检查。 电弧影响应限制在起弧的隔室内或故障段的另一些隔室(若该段的隔室之间有压力释放设施)之内。余下的

20、设备应能恢复其正常运行。 内部故障引起电弧的影响验证试验，按6.11条进行。 为了人身安全，应采取适当的保护措施限制电弧对外部的影响。当外壳出现穿孔或裂缝时，不应发生任何固体材料不受控制地溅出。 如装有压力释放装置，应保证气体逸出时不危及在现场执行正常运行任务的人员的安全。 供方应提供关于保护系统使用的完整资料。 供方应提供当短路电流不超过某一数值时，在某一持续时间内不会发生电弧的外部影响。 供方应推荐故障定位的合适措施。 5.7 外壳 5.7.1 概述 GIS的外壳应是金属的，它牢固地接地并能承受在运行中出现的正常的暂态压力。 外壳必须按中华人民共和国国家劳动总局1981年颁发的压力容器安全

21、监察规程和按设备投产后不能复查的条件，进行设计、制造，以确保材料、结构、焊接工艺、检验等的安全可靠性。 外壳除承受储气罐及类似储气容器的使用条件外，还应能承受以下特殊使用条件。这些条件是： 外壳封闭主回路。不仅可防止接近带电或运动部件的危险，而且当它充以最小密度的气体时，能保证设备的绝缘水平。 还应考虑振动和温度变化的作用。 对户外设备，应考虑气候条件的影响。 5.7.2 外壳的设计和检验 外壳的厚度首先要满足电弧燃烧时间(见6.11条) 。 不论焊接或铸造的外壳，其厚度和结构的计算方法应以压力容器的水利水电工程监理适用规范全文数据库长江委信息研究中心馆藏 10标准来选择。 在确定外壳压力时，

22、气体的温度应取通过额定电流时外壳温度上限和主回路导体温度上限的平均值，对设计压力已有温升试验记录的情况除外。 对外壳和部件强度，无论是否通过计算确定，均应进行规定的试验。对焊接外壳的焊缝，除无法探伤部位外，应按以下规定进行无损探伤检查；关键部位焊缝及两种材料拼焊的焊缝应全部进行探伤；其他应探焊缝长度不少于其对接焊缝总长度的20%。 外壳设计时，应考虑如下因素： a.外壳充气前可能出现的真空度。 b.外壳或隔板可能承受的全部压力差。 c.在相邻隔室具有不同运行压力的情况下，因隔室万一意外漏气时造成的压力。 d. 发生内部故障电弧时。 供方应提供外壳采用的材料性能，并对材料的选用以及材料具有最低限

23、度物理性能负责。作为外壳计算和验证试验基础的这些最低物理性能数据应有材料厂家认证书，或者由供方或由供方和材料厂家双方进行试验来提供证明。 5.8 隔板 GIS应划分为若干隔室，以达到满足正常使用条件和限制隔室内部电弧影响的要求。为此，隔板应能确保当相邻隔室因漏气或维修工作而使压力下降时，本隔室的绝缘性能不发生任何变化。隔板通常由绝缘材料制成。为保证人身安全，应有接地等其它措施。隔板必须提供机械安全性数据以承受相邻隔室中仍然存在的正常气压。 隔板两侧分别为绝缘气体和液体(例如电缆终端) ，不应出现任何影响两种介质绝缘性能的渗漏。 长母线应分成几个隔室，以利维修和气体管理。 5.9 压力释放装置的两种形式 a.以开启压力和闭合压力表示其特征的压力释放阀。 b.不能再闭合的压力释放装置，如防爆片。 5.9.1 限制最大充气压力和压力释放阀 在外壳和压缩气体源固定连接时，如不能依靠所使用的压力调节装置来防止过压力，应装设足够尺寸的压力释放阀，以防止外壳内压力超过设计压力的110%。 当外壳和气源不是固定连接时，应在充气管路上装设压力释放阀，以防外壳充气时气压超过设计压力的110%。此阀亦可装在外壳本体上。